岩溶发育区地段

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岩溶、节理发育地段隧道进洞三维数值模拟分析

岩溶、节理发育地段隧道进洞三维数值模拟分析

岩溶、节理发育地段隧道进洞三维数值模拟分析钟华;刘巍;谭耿;钱海洋【摘要】文章以崇水高速陇禁隧道为工程背景,综合考虑节理、岩溶等不良地质因素,采用有限元软件FLAC3D建立三维数值模型,分析隧道进洞施工过程中围岩的受力特性及变形情况.结果表明:模型计算结果与现场实测数据吻合,采用FLAC3D有限元软件建模具有一定的可靠性;隧道穿越节理、岩溶地段,隧道拱顶围岩沉降变形达8.8 mm,拱脚出现应力集中现象,且整个开挖面塑性区面积较大;喷锚初期支护可有效抑制隧道围岩竖向位移,考虑岩体蠕变特性,建议施工过程应及时施作初期支护.【期刊名称】《西部交通科技》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】6页(P101-105,123)【关键词】FLAC3D软件;隧道进洞;喷锚支护;数值模拟【作者】钟华;刘巍;谭耿;钱海洋【作者单位】广西路桥工程集团有限公司,广西南宁530011;广西路桥工程集团有限公司,广西南宁530011;广西路桥工程集团有限公司,广西南宁530011;广西路桥工程集团有限公司,广西南宁530011【正文语种】中文【中图分类】U455.70 引言在我国“一带一路”国家战略推动下,广西作为我国与东盟国家连接枢纽,其基础设施建设迎来大发展,交通运输网不断扩张与加密,目前广西高速公路网规划为“6横7纵8支线”(详见图1)。

公路建设不可避免地穿越高山、险峰等障碍物,因此,隧道工程在建设过程中成为关键控制性工程。

隧道施工涉及的岩土属性具有明显的地域性、隐蔽性和复杂性,在实际施工过程中很难综合、准确地分析围岩体与隧道结构相互作用。

同时,岩土工程理论又严重滞后于施工,这显著增加了复杂地质条件下隧道施工的安全风险。

图1 广西高速公路规划图随着隧道开挖、支护形式的增多,国内外学者对隧道施工技术的研究不断深入,并在理论、数值模拟等方面都取得了巨大成果。

杨臻[1]研究了极限分析法在节理裂隙隧洞的应用效果,提出强度折减法计算隧道穿越节理岩体施工的安全系数;马海萍[2]基于断裂破坏理论,结合单轴、双轴压缩试验结果,提出侧压力系数和节理裂隙的角度对隧道开挖过程的影响很明显,建议施工过程中加强破碎岩体预支护;史世雍[3]统计了我国数十个岩溶隧道的变形规律,提出溶洞会诱发隧道围岩大变形;吴梦军[4]借助有限元方法分析了溶洞尺寸等对朝东岩石隧道施工围岩稳定性的影响。

岩溶地段铁路路基注浆加固主要处理原则及注浆量计算方法

岩溶地段铁路路基注浆加固主要处理原则及注浆量计算方法

岩溶地段铁路路基注浆加固主要处理原则及注浆量计算方法摘要:岩溶对铁路路基的稳定性危害极大,注浆加固为整治岩溶病害的常用处理措施。

本文介绍了岩溶地段路基注浆加固的主要处理原则,并详细说明了注浆工程量计算的合理方法。

关键词岩溶注浆加固注浆量计算AbstractKarst is great harm to the stability of railway subgrade, which commonly is handled by grouting reinforcement. The main treatment principle of grouting reinforcement is introduced for railway subgrade in Karst area, the rational method of calculating grouting quality is also illustrated in detail.KeywordsKarst; grouting reinforcement; calculation of grout amount1概述岩溶对路基的危害,一般为溶洞顶板、土洞坍塌引起的路基下沉和破坏;岩溶地面坍塌对路基稳定性的破坏;反复泉与间歇泉浸泡路基的基底,引起路基沉陷,突发性的地下水涌水冲毁路基等。

实践证明,岩溶发育区的覆盖土层、土洞及溶洞、溶蚀裂隙带,在地表水和地下水循环反复变化及抽排地下水等人为活动影响下,极易破坏地基稳定性,诱发地面塌陷,从而危及路基稳定。

因此,对岩溶地区路基,应在综合分析路基稳定性的前提下,对影响路基稳定的岩溶和岩溶水进行预防和处理。

2注浆加固主要处理原则2.1 岩溶洞穴顶板安全厚度及距路基安全距离的计算(1)当洞顶板为完整顶板(系指未被节理、裂隙切割或虽被切割但胶结良好,可视为整体的洞穴顶板,否则即为不完整顶板)时,其顶板的厚度与路基跨越溶洞的长度之比(厚跨比)大于0.5时,可认为顶板厚度是安全的。

广西桂林市规划中心城区岩溶发育特征及分布规律

广西桂林市规划中心城区岩溶发育特征及分布规律

广西桂林市规划中心城区岩溶发育特征及分布规律江思义;吴福;刘庆超;李海良;吴莹莹【摘要】弄清规划中心城区岩溶发育特征及其分布规律,对于岩溶地区规划中心城区建设布局,特别是建设场地工程地质勘察具有重要的指导意义.桂林市规划中心城区,属于岩溶发育分布区.论文基于前人研究成果,采用资料收集、地面调查、高密度电法及钻探相结合的方法,开展桂林市规划中心城区岩溶地质调查,分析了岩溶发育类型与岩性及岩性组合、水文地质单元、埋藏深度及地质构造的关系,总结提出了桂林市规划中心城区岩溶发育特征及分布规律.研究表明,桂林市规划中心城区岩溶发育主要以浅表的融县组、桂林组为主,在褶皱轴部,或断层影响带内,在垂直节理裂隙和缓倾斜层面裂隙组成的裂隙系统中,岩溶发育较强;可溶岩与非可溶岩接触地段岩溶发育强;在低平谷地中的分水岭处岩溶发育亦较强烈;在水文网长期摆动的地段地面以上岩溶发育程度强烈.【期刊名称】《中国地质灾害与防治学报》【年(卷),期】2019(030)003【总页数】9页(P120-128)【关键词】桂林市规划中心城区;岩溶地质调查;发育特征;分布规律【作者】江思义;吴福;刘庆超;李海良;吴莹莹【作者单位】广西壮族自治区地质环境监测总站,广西桂林541004;广西壮族自治区地质环境监测总站,广西桂林541004;广西壮族自治区地质环境监测总站,广西桂林541004;广西壮族自治区地质环境监测总站,广西桂林541004;广西壮族自治区地质环境监测总站,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】P642.250 引言桂林市是桂湘黔粤交界区域中心城市,属于中亚热带湿润季风气候型溶蚀侵蚀区,是典型的喀斯特岩溶地貌。

前人对区内的研究多集中于岩溶塌陷的评价与研究,冯佐海等[1-2]对区内岩溶塌陷成因类型与时空分布特征进行了研究,归纳了桂林市岩溶塌陷的成因类型,并分析出塌陷与地质构造的关系;万志清等[3]分析了桂林市岩溶地面塌陷的成因机制和分布规律,提出了对应的防治措施;肖明贵[4]揭示了桂林岩溶发育规律和地面塌陷分布规律,并对岩溶塌陷地质灾害危险性进行了多目标二级模糊综合预测。

浅谈隧道岩溶处理原则及措施

浅谈隧道岩溶处理原则及措施

浅谈隧道岩溶处理原则及措施蒋波【摘要】岩溶根据其发育强度,可分为强烈发育、中等发育、弱发育、微弱发育四种. 强烈发育岩溶(如:暗河、廊道及较大规模的溶洞)较容易勘测和预报. 而对于后三类岩溶,由于岩溶表现形式的多样性及规律性不强的特点,在目前的勘探手段及建设资金有限的情况下,给施工及建设管理带来较多的困难. 文章结合某高速公路工程实例,就A隧道出现的岩溶情况进行分析,总结出了中等发育、弱发育、微弱发育三种岩溶的一些处理原则和措施.【期刊名称】《四川建筑》【年(卷),期】2015(035)006【总页数】2页(P129-130)【关键词】隧道;岩溶;溶洞;处理措施【作者】蒋波【作者单位】四川省雅西高速公路有限责任公司,四川成都610047【正文语种】中文【中图分类】U455.49岩溶地貌在我国西南、中南地区较为普遍。

岩溶地貌,是具有溶蚀力的水对可溶性岩石(大多为石灰岩)进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称,又称喀斯特地貌。

除溶蚀作用以外,还包括流水的冲蚀、潜蚀以及坍陷等机械侵蚀过程。

可溶性岩石有3类:①碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩、泥灰岩等);②硫酸盐类岩石(石膏、硬石膏和芒硝);③卤盐类岩石(钾、钠、镁盐岩石等)。

根据其发育强度,可分为强烈发育、中等发育、弱发育、微弱发育四种。

在岩溶强烈发育区,主要表现为暗河、廊道及较大规模的溶洞。

这类岩溶地质在地质勘探时容易发现,并会引起施工及建设管理单位的高度重视,通常采取绕避、架桥等方式处理。

另外三种发育强度的岩溶地貌更为普遍,多表现为溶蚀、中小型串球状洞穴、单个小型洞穴等形态。

对于岩溶区域,由于岩溶表现形式的多样性及规律性不强的特点,在目前勘探手段及建设资金有限的情况下,给施工和建设管理带来较多的困难。

本文结合工程实例,就A隧道出现的岩溶地质进行分析,总结出了中等发育、弱发育、微弱发育三种岩溶的一些处理原则和措施。

该隧道位于四川雅安境内,主要工程地质危害为岩溶,长度约1.1 km,约占整个隧道长度的55%。

宁夏省注册土木工程师:专业基础试题

宁夏省注册土木工程师:专业基础试题

宁夏省注册土木工程师:专业基础试题一、单项选择题(共25题,每题2分,每题的备选项中,只有1个事最符合题意)1、在岩溶发育地段,铁路行业规范规定路基工程钻探深度一般应至路基基底下一定深度(不含桩基)。

请问这个深度应按下列()条考虑。

A.3~5 mB.10~15 mC.8 m以上D.完整基岩内10 m2、对场地是饱和黏性土的地基,宜采用的地基处理方案是__。

A.预压法B.强夯法C.振冲法D.灰土桩3、按水工建筑物围岩工程地质分类法,已知岩石强度评分为25、岩体完整程度评分为30、结构面状态评分为15、地下水评分为—2、主要结构面产状评分为—5,围岩强度应力比S<2,关于其总评分及所属围岩类别,下列说法正确的是()。

A.63,Ⅳ类围岩B.63,Ⅲ类围岩C.68,Ⅱ类围岩D.70,Ⅱ类围岩4、压实填土地基的填料及施工要求中,不正确的是__。

A.耕植土不得作为压实填土的填料B.应通过试验确定分层填料的厚度及分层压实遍数C.雨季施工时应采用防雨措施,防止出现橡皮土D.粉质黏土作填料时,不必考虑其含水量5、下列不是按崩塌发生地层的物质成分划分的是__。

A.倾倒式崩塌B.黄土崩塌C.黏性土崩塌D.岩体崩塌6、采用强夯法加固处理软土地基时,相邻两遍夯击的时间间隔主要取决于__。

A.土中超静孔隙水压力的消散时间B.土中有效应力的消散时间C.夯击设备的起落时间D.有效应力的增长时间7、利用十字板剪切试验测得饱和黏土原状土的不排水抗剪强度为10。

6kPa,重塑土的不排水抗剪强度为2.0kPa,该土的灵敏度St为__。

A.5.3B.2.0C.10。

6D.4。

08、按照《建筑抗震设计规范》(GB 50011一2001)确定建筑的设计特征周期与__无关。

()A.(A) 抗震设防水准B.(B)所在地的设计地震分组C.(C)覆盖层厚度D.(D)等效剪切波速9、某港口工程勘察时测得淤泥性土的天然含水量为65%,土的相对密度为2。

地貌学04 岩溶地貌

地貌学04 岩溶地貌
难溶的碳酸盐类:石灰岩(CaCO3) ,
白云岩(CaMg(CO3)2)
2. 岩石的透水性


岩石透水性影响着水向地下的渗流,并关系到地下喀斯特作用的 进行。岩石孔隙度和裂隙度对岩石透水性影响最大,而裂隙度大小与
貌 岩石的构造、纯度和厚度等有关。

3. 水的溶蚀力
岩 水的溶蚀力随深度增加而降低。
(二)落水洞(sinkhole)与竖井(shaft)


落水洞是岩溶区地表水流向地下河或地下溶洞的通道,它是由
貌 垂直方向流水对裂隙不断进行溶蚀并伴随塌陷而成。

落水洞大小不等,形状也各不相同。按其垂直断面形态特征,可
分为裂隙状落水洞、竖井状落水洞和漏斗状落水洞等;按其分布方向
岩 有垂直的、倾斜的和弯曲的。(深几十至几百米,宽一般小于10 m)
貌 河水面下降),厚度可达几百-几千米,反之,构造沉降区,厚度小。

该带内水的运动以垂直下渗为主,故喀斯特地貌以垂直形态的溶
岩 洞为主,多漏斗、落水洞等个体小深度大的地貌。
溶 地
2. 季节变动带(过渡带)
貌 位于丰水期潜水面与枯水期潜水面之间。它在雨季或融冰化雪时,
潜水面上升,地下水作水平运动;在旱季作垂直运动。故该带内喀斯
的CO2减少时,该反应式往
左进行,CaCO3重新沉淀。
(一)岩溶作用的基本条件

地 1. 岩石的可溶性
貌 主要取决于岩石成分和结构:

岩石的溶解度随石灰岩质含量的增加而增加,随铝质、铁质、硅
质含量增加而降低。一般情况下,颗粒径小,溶解度就大。
岩 易溶的卤盐岩:岩盐(NaCl),钾岩 溶 (KCl),镁岩(MgCl2) 地 中等溶解的硫酸盐岩:石膏(CaSO4 貌 2H2O), 芒硝(Na2SO4 10H2O)

岩溶

岩溶

1. 世界岩溶的分布,主要分布在地中海沿岸、东欧、中东、东南亚、美国东南部、加勒比海地区等,岩溶分布区多为资源丰富,人口稠密的地区。

2. 我国岩溶分布广泛,类型众多,比较集中的分布在以下几个地区:一、华南地区,包括广西、广东和台湾,均为我国典型的热带岩溶地区,广西岩溶分布面积大,碳酸盐类岩石的分布面积占全省面积的41%左右,以泥盆(D)、石炭(C)、二迭系岩层(P)岩溶发育最强,岩性多为厚层石灰岩和白云岩。

因此,岩溶地貌可分为四种类型:峰丛---峰林---孤峰---残丘。

广东岩溶主要分布在西北部北江、连江和西江流域,面积小,多呈零星分布。

台湾岩溶主要分布在南部,面积很小。

二、西南地区。

包括贵州的中部和南部以及云南的东部。

贵州碳酸盐类岩石的分布面积占全省的80%左右,厚度占地层部厚度的50-70%,以石炭系和二迭系岩层岩溶发育最强。

云南东部碳酸盐岩石面积约占总面积的50%,其厚度占地层部厚度的63%,以中上石炭系、下二迭系和中三迭系岩层岩溶最为发育。

贵州在构造上以线形褶皱为主,可溶岩与非右溶岩常成五层,在地表呈带状交替出露,故岩溶多作与构造纹一致的带状分布,非可溶岩构成隔水层,有利于岩溶区的水为建设。

贵州黔西高原的水城、威宁一带,主要发育一些小洼地、漏斗、落水洞和低矮峰林地貌,贵州南部为向广西盆地倾斜的斜坡地带,地下水以垂向运动为主,峰林最发育,还伴有峰丛、洼地地貌,如兴义一带。

贵州中南部六枝一带有覆盖石林,高达10m以上,已被第四系沉积物掩盖。

三、中部地区,包括长江中下游各省及浙江,其中尤以贵州北部、湖北西部、湖南西部和四川东部碳酸盐类岩石分布较广,从震旦系到三迭系的碳酸盐类岩层均有出露。

贵州北部主要为北北东----南南西的平等褶皱,岩溶分布亦作北北东---南南西的平行条带。

由于灰岩与页岩相间分布,一般页岩或垅状丘陵,灰岩成槽形谷地,故在地形上,丘陵与槽谷相间分布,如遵义一带。

四、华北地区。

主要分布在北京的西山地区,山东中南部,山西与河北的太行山、太岳山、吕梁山和燕山一带,该区碳酸盐类岩石以寒武奥陶系为主。

不良和特殊地质地段隧道施工教学课件

不良和特殊地质地段隧道施工教学课件
地质勘察:了解隧道施工地段的地质情况,包括岩石类型、地下水情况等 风险评估:评估隧道施工可能面临的风险,包括地质灾害、环境污染等 方案制定:根据地质勘察和风险评估结果,制定合理的施工方案 决策制定:根据方案制定结果,制定合理的决策,包括施工方法、施工进度、施工安全等
施工前的准备工作
地质勘察:了解地质情况,确定隧道施工方案 设备准备:准备隧道施工所需的机械设备和工具 人员培训:对施工人员进行安全培训和技能培训 应急预案:制定隧道施工应急预案,确保施工安全
冻胀和融沉
施工难度和挑战
地质条件复杂:如岩石破碎、地下 水丰富等
施工技术要求高:如隧道开挖、支 护、衬砌等
添加标题
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施工环境恶劣:如高温、高湿、有 毒有害气体等
安全风险大:如塌方、涌水、突泥 等
施工安全的重要性
确保施工人员的生 命安全
减少施工过程中的 事故和损失
提高施工效率和质 量
岩爆地段的施工
岩爆原因:岩石应力、地下 水、温度等因素
岩爆现象:岩石在压力作用 下突然破裂,产生爆炸现象
岩爆预防:加强地质调查,采 取预防措施,如注浆、锚固等
岩爆处理:及时采取应急措施, 如封闭隧道、疏散人员等
冻土地段的施工
冻土特性:冻土的物理、化学 性质和冻融规律
施工方法:冻结法、融化法、 热棒法等
施工安全和环境 保护
施工安全措施
制定安全施工方案,明 确安全责任
加强安全教育,提高安 全意识
配备安全防护设备,确 保施工安全
加强现场管理,确保施 工环境安全
定期进行安全检查,及 时发现并解决问题
制定应急预案,应对突 发情况
环境保护措施
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岩溶发育区地段,一般地质结构复杂,表现在溶洞、裂隙比较普遍,岩面倾斜较大。

本桥地质情况由上至下依次分别为杂填土、粘土、粉质粘土、含碎石粉质粘土、弱风化结晶灰岩及微风化结晶灰岩,灰岩溶岩发育。

溶洞大概可分为4类,即空溶洞(12个)、多层溶洞(9个)、大型溶洞(H>4m的8个)、有充填物溶洞(21个)。

类型主要以有填充物溶洞为主,其充填物主要有半充填淤泥质土、砂砾、碎石、卵石、粘土等。

最大溶洞为左3 #-3孔,高19.4m。

右2#-3孔为6层溶洞。

多层溶洞一般高度较小。

C匝道9#墩、10#墩、11#台;主线1#桥5#墩均处在岩溶较发育地区。

地下水主要为第四系冲洪积层的孔隙潜水和弱风化结晶灰岩中的裂隙水,地下水以接受大气降水补给为主,一般见溶洞孔的水位均偏低。

葵涌镇南部中冠公司至高圳头一带河谷之下及其两侧隐伏着下石炭系灰岩、大理岩,岩溶比较发育,岩溶水赋存于岩溶之中。

本桥址地下水对桩基有中等腐蚀,桩基混凝土应采取二级防护措施。

岩溶地区桥基的勘探首先应采用物探,查明桥位区岩溶的发育规律、不同地段的岩溶发育强度和发育特点,第四系的地层岩性、层序、觉积厚度、结构特点。

在充分研究初探的基础上,布置钻探工作,主要查明每个基础范围内岩溶的发育规律、基本形状、规模大小,洞穴顶板岩层厚度、完整性,洞内充填物性状。

评价桥基的稳定性,可能时提出洞穴顶板岩体的安全厚度,对影响桥基稳定的岩溶洞提出工程措施。

① 详细掌握溶洞出现的位置,并推断其范围大小。

② 对有溶洞的桩位地质、水文地质资料进行分析研究,制订适当的施工方案和施工技术保障措施。

③ 每个孔位的地质柱状图和施工方案都单独列出,发给有关人员,让具体操作者、技术人员、作业队长都知道溶洞的位置、大小、充填情况以及应采取的施工方案。

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